Budući da su im između 1798. i 1801. ta prava bila oduzeta, želja za stjecanjem kontrole nad Louisianom bila je još veća. Na drugoj strani, u želji da obnovi francusko kolonijalno carstvo, Napoleon je sa Španjolcima 1800. godine dogovorio razmjenu teritorija vrativši vlast nad Louisianom. Iako je povratak teritorija u ruke Francuza prošao s početka skoro neprimijećeno, strah od širenja francuskog utjecaja u Americi i rata s Francuzima doveo je do turbulencija u američkoj politici, što je navelo Thomasa Jeffersona da u Pariz 1801. pošalje pregovarače za kupnju New Orleansa.

Događaji i diplomatske aktivnosti koji su uslijedili, činjenica da su Španjolci odugovlačili s izvršenjem sporazuma o prijenosu vlasti Francuzima kao i činjenica da su im odbili predati Floridu, Francuze je sve više vodila u smjeru prodaje Louisiane. Tu misao učvrstila je dodatno uspješna pobuna robova na Haitiju protiv njihove vladavine te vrlo velika mogućnost ponovnog rata s Britanijom.

Nekoliko dana prije dolaska Livingstona i Monroea, američkih pregovarača, u Pariz na pregovore za kupovinu New Orleansa i Floride za 10 milijuna dolara, Napoleon je svom ministru financija nagovijestio da razmišlja o prodaji cijele Louisiane. Naime, ona mu nije previše vrijedila bez prihoda iz kolonija u kojima se proizvodio šećer, a k tome bio je ljut zbog španjolskog odugovlačenja s prijenosom vlasti. Dana 11. travnja 1803., francuski ministar je Amerikancima ponudio prodaju cijele Louisiane za 15 milijuna dolara, što je bila prava sitnica za teritorij koji bi time dobili, jer su došli dati 10 milijuna samo za New Orleans i njegovo okruženje. U strahu da Napoleon ne odustane, Livingston i Monroe prihvatili su ponudu. Dana 30. travnja 1803. u hotelu Tubeuf u Parizu s francuskim ministrom financija potpisan je Sporazum o prodaji Louisiane.

Sporazum ima 10 članaka. U preambuli se navodi da su predsjednik SAD-a i prvi konzul Francuske Republike (Napoleonova titula) u želji da se uklone sve nejasnoće koje se odnose na članke 2. i 5. Konvencije iz 1800. o pravima Sjedinjenih Država iz Sporazuma između SAD-a i Španjolske iz 1795., te u želji da se ojača prijateljstvo i jedinstvo koje se stvorilo između dviju nacija (misli se na Ameriku i Francusku) u vrijeme nastanka Konvencije, opunomoćenici obiju strana složili su se sklopiti sporazum. U članku I. Sporazuma naveden je treći članak Sporazuma iz St. Ildefonsa, kojim je Španjolska predala Louisianu Francuskoj, a koju Francuska, u skladu s pravom koje ima, i u želji da Sjedinjenim Državama da dokaz svog prijateljstva, predaje Sjedinjenim Državama zauvijek i pod punu suverenost, sa svim pravima koje je Francuska stekla u skladu sa Sporazumom sa Španjolskom. Člankom II., predani su svi otoci koji pripadaju Louisiani, slobodna zemlja i sve zgrade, utvrde, barake i ostali prostor koji nije privatno vlasništvo. Arhiva, papiri i dokumenti koji se odnose na suverenitet nad Louisianom predat će se u posjed Americi, a člankom III. uređeno je da će svi stanovnici na tom teritoriju biti uključeni u savez Sjedinjenih Država, sukladno saveznom Ustavu te će njihova prava, vlasništvo i vjera koju ispovijedaju biti njime zaštićena.

Nakon javne objave Sporazuma o prodaji postavilo se pitanje njegove ustavnosti. Jefferson je prodaju prvo opravdavao kao dobru investiciju, ali je potom ustavnost vidio u zaštiti prava američkih građana. Političarima je bilo sporno i davanje državljanstva Francuzima, Španjolcima i slobodnim crncima koji su živjeli u New Orleansu, kako je nalagao Sporazum.

Sve to nije spriječilo formalnu predaju Louisiane SAD-u 20. prosinca 1803., kojoj je prethodila formalna predaja teritorija između Francuza i Španjolaca 30. studenoga 1803.